javax.sound.sampled javax.sound.sampled

(1)

3. Javan ääniohjelmointi

1.1.

java.applet java.applet

2.

javax.sound.sampled javax.sound.sampled

3.1. java.applet

tarjoaa yleisen, yksinkertaisen ja tarjoaa yleisen, yksinkertaisen ja laitteistoriippumattoman äänipalvelun laitteistoriippumattoman äänipalvelun

käytettävissä: käytettävissä:

appleteissa (JDK 1.0) appleteissa (JDK 1.0)

sovelluksissa (JDK 1.2) sovelluksissa (JDK 1.2)

tukee ääniformaatteja AIFF, AU, WAV, tukee ääniformaatteja AIFF, AU, WAV, MIDI, RMF

MIDI, RMF

Applet-luokan äänimetodeja

void void play(URL play( URL url) url)

void void play(URL play( URL url, String url, String name)

name)

AudioClip AudioClip getAudioClip( getAudioClip(URL URL url) url)

AudioClip AudioClip getAudioClip( getAudioClip(URL URL url,

url, String String name) name)

static static AudioClip AudioClip newAudioClip(

newAudioClip(URL URL url) url)

Muita esille tulevia Applet- metodeja

void void init() init()

void void start() start()

void void stop() stop()

URL URL getCodeBase() getCodeBase()

void void showStatus(String showStatus( String msg) msg)

String String getParameter( getParameter(String String name)

name)

AudioClip-rajapinta

metodit yksittäistoistoon, silmukointiin ja metodit yksittäistoistoon, silmukointiin ja pysäyttämiseen

pysäyttämiseen interface

interface AudioClip AudioClip { { public void

public void play(); play();

public void

public void loop(); loop();

public void

public void stop(); stop();

} }

URL-luokka

sijaitsee pakkauksessa java.net sijaitsee pakkauksessa java.net

getCodeBase- getCodeBase -metodilla saadaan appletin metodilla saadaan appletin perusosoite, johon lisätään äänitiedoston perusosoite, johon lisätään äänitiedoston nimi nimi

osoite luodaan URL osoite luodaan URL- -luokan konstruktorilla luokan konstruktorilla

public

public URL(URL(StringString spec)spec) throws

throws MalformedURLExceptionMalformedURLException

poikkeus on käsiteltävä poikkeus on käsiteltävä

(2)

SimpleAudioApplet.java 1(3)

import

import java.applet.*;java.applet.*;

import

import java.net.*;java.net.*;

public class

public class SimpleAudioAppletSimpleAudioApplet extends

extends AppletApplet{{ private

private AudioClipAudioClip sound = nullsound = null;;

SimpleAudioApplet.java 2(3)

public void

public void init()init(){{ try

try{{

URLURL ssff = new= new URL(getCodeBase() URL(getCodeBase() + "

+ "soundsound.wav");.wav");

sound = getAudioClip(

sound = getAudioClip(sfsf););

}} catchcatch (MalformedURLException(MalformedURLException e)e) {{ showStatus("Cannot load the showStatus("Cannot load the ""

+ + "audio file.");"audio file.");

} } // try// try } // init()} // init()

SimpleAudioApplet.java 3(3)

public void

public void start()start() {{ ifif (sound != (sound != nullnull) )

sound.play();

}} // start()// start() }} // class// class

SimpleAudioApplet.html

...

<applet

codecode="SimpleAudioApplet.class"="SimpleAudioApplet.class"

width

width=300 =300 heightheight=300=300>>

Your browser doesn't Your browser doesn't support applets.

support applets.

</applet>

...

Appletin elinkaari

applettiolio luodaanapplettiolio luodaan

appletti alustetaan kutsumalla appletti alustetaan kutsumalla initinit--metodiametodia

appletin suoritus aloitetaan kutsumalla appletin suoritus aloitetaan kutsumalla startstart-- metodia

metodia

jos appletista poistutaan (esim. vaihdetaan sivua, jos appletista poistutaan (esim. vaihdetaan sivua, minimoidaan selain), kutsutaan

minimoidaan selain), kutsutaan stopstop--metodiametodia

kun applettiin palataan takaisin, kutsutaan kun applettiin palataan takaisin, kutsutaan startstart-- metodia

metodia

BackgroundMusicApplet.java 1(2)

public void

public void init()init() {{ String

String namename == getParameter("BG_MUSICgetParameter("BG_MUSIC");");

trytry {{ String

String base = getCodeBase() +base = getCodeBase() + "snd/";"snd/";

s

soundound = getAudioClip(= getAudioClip(newnew

URL(base +URL(base + name));name));

}

} catchcatch ((MalformedURLExceptionMalformedURLException e)e) {{ showStatus("Cannot load audio file showStatus("Cannot load audio file ””

+ + namename + "."); + ".");

(3)

BackgroundMusicApplet.java 2(2)

public void

public void start() {start() { ifif (sound != null(sound != null) )

sound.loop();

} } // start()// start() public void

public void stop()stop() {{ ifif (sound != (sound != nullnull) )

sound.stop();

}

} // stop()// stop()

BackgroundMusicApplet.html

...

<applet

codecode="BackgroundMusicApplet.class"="BackgroundMusicApplet.class"

width

<param

<param namename="BG_MUSIC"="BG_MUSIC"

value

value="muzak.wav"="muzak.wav">>

Your browser doesn't Your browser doesn't support applets.

support applets.

</applet

</applet>>

...

Säikeistä

jos äänitiedostot ovat pitkiä, niiden jos äänitiedostot ovat pitkiä, niiden

lataaminen kannattaa siirtää taustalle omaan lataaminen kannattaa siirtää taustalle omaan säikeeseen

säikeeseen

→ → appletti voi aloittaa suorituksensa heti, eikä appletti voi aloittaa suorituksensa heti, eikä sen tarvitse odottaa äänitiedostojen

sen tarvitse odottaa äänitiedostojen latautumista

latautumista

säieolio periytyy joko säieolio periytyy joko Thread Thread- -luokasta tai luokasta tai se toteuttaa

se toteuttaa Runnable Runnable- -rajapinnan rajapinnan

AudioApplet.java 1(6)

base = getCodeBase() + "sounds/";

for

for ((intint i = 0; i < sounds.length; i++)i = 0; i < sounds.length; i++){{ String

String fileName = getParameter("SOUND"fileName = getParameter("SOUND"

+ i);

ifif (fileName != null(fileName != null)) {{ AudioLoader

AudioLoader audioLoader = audioLoader =

newnew AudioLoaderAudioLoader(fileName, i);(fileName, i);

audioLoader.start();

} // if} // if

AudioApplet.java 2(6)

forfor ((intint i = 0; i < sounds.length; i++)i = 0; i < sounds.length; i++) {{ Button

Button button = button =

newnew Button("Sound " + i);Button("Sound " + i);

button.addActionListener(

newnew ButtonPressButtonPress(i));(i));

add(button);

} } // for// for

AudioApplet.java 3(6)

public void

public void stop()stop() {{

forfor (int(int i = 0; i < sounds.length; i++)i = 0; i < sounds.length; i++) ifif (sounds[i] != (sounds[i] != nullnull))

sounds[i].stop();

}} // stop()// stop()

(4)

AudioApplet.java 4(6)

private class

private class AudioLoader AudioLoader extends

extends ThreadThread {{ private

private StringString fileName;fileName;

private int private int finger;finger;

public

public AudioLoaderAudioLoader((StringString n, n, intint f)f) {{ setDaemon(

setDaemon(truetrue););

fileName = n;

finger = f;

} // constructor} // constructor

AudioApplet.java 5(6)

public void

public void run()run() {{ trytry {{

sounds[finger] = getAudioClip(

newnew URLURL(base + fileName));(base + fileName));

}} catchcatch (MalformedURLException(MalformedURLException e)e) {{ showStatus("Cannot load file "

showStatus("Cannot load file "

+ fileName + ".");

}} // try// try }

} // run()// run() }} // class// class

AudioApplet.java 6(6)

private class

private class ButtonPressButtonPress implements

implementsActionListenerActionListener{{ private int

private int soundNumber;soundNumber;

public

public ButtonPressButtonPress((intints)s) {{ soundNumber = s;

soundNumber = s;

} // constructor} // constructor public void

public void actionPerformed(actionPerformed(ActionEventActionEvente)e){{ AudioClip

AudioClipsound = sounds[soundNumber];sound = sounds[soundNumber];

ifif(sound != null(sound != null) sound.play();) sound.play();

}}// actionPerformed()// actionPerformed() }

}// class// class

AudioApplet.html

...

<applet

<applet codecode="AudioApplet.class"="AudioApplet.class"

width

<param

<param

...

<param

Your browser doesn't support applets.

</applet>

...

Jar-tiedostot

useista luokkatiedostoista koostuvat appletit useista luokkatiedostoista koostuvat appletit on syytä koota yhdeksi jar

on syytä koota yhdeksi jar- -tiedostoksi tiedostoksi

→ → vä v ältet ltetää ään useiden pienten tiedostojen n useiden pienten tiedostojen lataaminen

lataaminen

esim. esim.

jar cvf AudioApplet.jar *.class jar cvf AudioApplet.jar *.class

JarredAudioApplet.html

...

<applet

<applet codecode="AudioApplet.class"="AudioApplet.class"

Applet-metodien käyttö sovelluksissa

staattinen metodi staattinen metodi newAudioClip newAudioClip palauttaa

palauttaa AudioClip AudioClip- -olion olion

huom. parametriksi annetaan URL huom. parametriksi annetaan URL- -olio olio eikä esim. tiedostokahva

eikä esim. tiedostokahva

vinkki: sovelluksen oletushakemiston vinkki: sovelluksen oletushakemiston polun saa metodikutsulla

polun saa metodikutsulla

System

System.getProperty("user.dir").getProperty("user.dir")

saatua saatua AudioClip AudioClip- -oliota voidaan käyttää oliota voidaan käyttää normaalisti

normaalisti

AudioApplication.java 1(3)

public class

public class AudioApplicationAudioApplication {{ public static void

public static void main(

main(StringString[] args)[] args) {{ AudioClip

AudioClip[] sounds = [] sounds =

newnew AudioClipAudioClip[args.length];[args.length];

String

String base = "file:" +base = "file:" + System

System.getProperty("user.dir") + "/";.getProperty("user.dir") + "/";

AudioApplication.java 2(3)

forfor ((intint i = 0; i < args.length; i++)i = 0; i < args.length; i++) {{ try

try {{

sounds[i] =

sounds[i] = AppletApplet.newAudioClip(.newAudioClip(

newnew URL(base + args[i]));URL(base + args[i]));

}

} catchcatch (MalformedURLException(MalformedURLException e) {e) { throw new

throw new RuntimeExceptionRuntimeException((

"Cannot load audio file "

+ args[i] + ".");

} // try} // try } } // for// for

AudioApplication.java 3(3)

for for ((intint i = 0; i = 0;

i < sounds.length; i++) i < sounds.length; i++) {{ sounds[i].loop();

sounds[i].loop();

}} // for// for }} // main()// main() }} // class// class

3.2. javax.sound.sampled

mukana JDKmukana JDK--versiosta 1.3 alkaenversiosta 1.3 alkaen

tarjoaa matalan tason liittymän alustan tarjoaa matalan tason liittymän alustan äänilaitteistoon (myös havainnointi) äänilaitteistoon (myös havainnointi)

pyrkii silti olemaan alustariippumaton ja pyrkii silti olemaan alustariippumaton ja yleistettävissä oleva rakennelma yleistettävissä oleva rakennelma

mahdollistaa äänisignaalinmahdollistaa äänisignaalin

vastaanottamisen (esim. äänitys)vastaanottamisen (esim. äänitys)

käsittelyn (esim. vahvistus tai kaiunta)käsittelyn (esim. vahvistus tai kaiunta)

toistamisentoistamisen

Pakkaukset

javax.sound.sampledjavax.sound.sampled

rajapintoja ja luokkia samplatun äänisignaalin rajapintoja ja luokkia samplatun äänisignaalin tallennukseen, muokkaamiseen ja toistoon tallennukseen, muokkaamiseen ja toistoon

javax.sound.midijavax.sound.midi

rajapintoja ja luokkia MIDI-rajapintoja ja luokkia MIDI-käyttöönkäyttöön

javax.sound.sampled.spijavax.sound.sampled.spi

javax.sound.midi.spijavax.sound.midi.spi

ulkopuolisille palveluntarjoajille (service ulkopuolisille palveluntarjoajille (service providers

providers) tarkoitettuja apuluokkia) tarkoitettuja apuluokkia

(6)

Piirteitä

pähkinänkuoressa: äänidataa sisältävien tavujen pähkinänkuoressa: äänidataa sisältävien tavujen lukua, kirjoitusta ja operointia

lukua, kirjoitusta ja operointia

liittymät syöttöliittymät syöttö--(esim. mikrofoni tai tiedosto) ja (esim. mikrofoni tai tiedosto) ja tuloslaitteisiin (esim. kaiutin tai tiedosto) tuloslaitteisiin (esim. kaiutin tai tiedosto)

äänidatan puskurointi (esim. reaaliaikainen äänidatan puskurointi (esim. reaaliaikainen äänivirta)

äänivirta)

äänisignaaleiden yhdistäminenäänisignaaleiden yhdistäminen

käyttäjän komennot: aloita, pysäytä, jatka, lopetakäyttäjän komennot: aloita, pysäytä, jatka, lopeta

Äänidatan käsittelytavat

puskuroitu (bufferedpuskuroitu (buffered))

virta (streamingvirta (streaming): reaaliaikaisen äänidatan ): reaaliaikaisen äänidatan käsittelyä

käsittelyä

operoitava (esim. äänitettävä tai käsiteltävä) operoitava (esim. äänitettävä tai käsiteltävä) tavuja likimain samassa tahdissa kuin missä tavuja likimain samassa tahdissa kuin missä niitä lähetetään

niitä lähetetään

puskuroimaton (unbufferedpuskuroimaton (unbuffered))

äänidata sijaitsee (kokonaisuudessaan) äänidata sijaitsee (kokonaisuudessaan) muistissa

muistissa

monipuolisempi toisto: silmukointi, monipuolisempi toisto: silmukointi, aloituspaikan valinta

aloituspaikan valinta

Äänidatan formaatit 1(2)

dataformaatti dataformaatti

kertoo kuinka sarja tavuja eli ”raaka” kertoo kuinka sarja tavuja eli ”raaka”

samplattu äänidata pitää tulkita samplattu äänidata pitää tulkita

AudioFormat- AudioFormat -luokka luokka

tiedostoformaatti tiedostoformaatti

määrittelee äänitiedoston rakenteen määrittelee äänitiedoston rakenteen

AudioFileFormat- AudioFileFormat -luokka luokka

Äänidatan formaatit 2(2)

vaikka tarjolla on metodeja vaikka tarjolla on metodeja

erilaisten ääniformaattien muuttamiseen erilaisten ääniformaattien muuttamiseen

yleisten tiedostoformaattien lukemiseen yleisten tiedostoformaattien lukemiseen ja tallentamiseen

ja tallentamiseen

kyse ei silti ole kaikenkattavasta kyse ei silti ole kaikenkattavasta äänityökalusta

äänityökalusta

palveluntarjoajilta tukea ja täydennystä palveluntarjoajilta tukea ja täydennystä valikoimaan

valikoimaan

AudioFormat-luokka

koodaustekniikka (esim. PCM, akoodaustekniikka (esim. PCM, a--law tai law tai µµ--lawlaw))

kanavien määrä (1 = mono, 2 = stereo jne.)kanavien määrä (1 = mono, 2 = stereo jne.)

samplaustaajuussamplaustaajuus

kvantisointitaso (so. käytettyjen bittien määrä)kvantisointitaso (so. käytettyjen bittien määrä)

kehystaajuus (kehystaajuus (frame rateframe rate))

kehys (framekehys (frame) = kaikki tiettyyn hetkeen ) = kaikki tiettyyn hetkeen kuuluva data; (esim. kanavien nykyiset kuuluva data; (esim. kanavien nykyiset näytearvot)

näytearvot)

AudioFileFormat-luokka

tiedostotyyppi (esim. WAVE, AIFF) tiedostotyyppi (esim. WAVE, AIFF)

tiedoston pituus tavuina tiedoston pituus tavuina

äänidatan pituus kehyksinä äänidatan pituus kehyksinä

AudioFormat- AudioFormat -olio, joka määrittelee olio, joka määrittelee

tiedoston sisältämän äänidatan muodon

(7)

Java Sound -perusosat

äänijärjestelmä: äänijärjestelmä: AudioSystem AudioSystem

mikseri: mikseri: Mixer Mixer

linja: linja: Line Line

portti: portti: Port Port

Perusrakenne

lähdelinjat kohdelinjat

lähdelinjat kohdelinjat mikserit

Line Line AudioSystem

AudioSystem

Mixer Mixer

Analogia: miksauspöytä

tulosignaalin säätö tulosignaalin säätö

taajuuskorjaus taajuuskorjaus

kaiunnan lähtö kaiunnan lähtö panorointi panorointi vahvistus vahvistus

tulosignaalit

tulosignaalit lähtösignaalilähtösignaali

lähtösignaalin lähtösignaalin vahvistus vahvistus kaiunta

kaiunta-- laite laite

kaiunnan kaiunnan paluu paluu